下面由golang教程欄目給大家深析golang中interface接口，希望對需要的朋友有所幫助！

一 接口介紹

如果說gorountine和channel是支撐起Go語言的并發(fā)模型的基石，讓Go語言在如今集群化與多核化的時代成為一道亮麗的風(fēng)景，那么接口是Go語言整個類型系列的基石，讓Go語言在基礎(chǔ)編程哲學(xué)的探索上達(dá)到前所未有的高度。Go語言在編程哲學(xué)上是變革派，而不是改良派。這不是因?yàn)镚o語言有g(shù)orountine和channel，而更重要的是因?yàn)镚o語言的類型系統(tǒng)，更是因?yàn)镚o語言的接口。Go語言的編程哲學(xué)因?yàn)橛薪涌诙呌谕昝馈++,Java 使用"侵入式"接口，主要表現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)類需要明確聲明自己實(shí)現(xiàn)了某個接口。這種強(qiáng)制性的接口繼承方式是面向?qū)ο缶幊趟枷氚l(fā)展過程中一個遭受相當(dāng)多質(zhì)疑的特性。Go語言采用的是“非侵入式接口",Go語言的接口有其獨(dú)到之處：只要類型T的公開方法完全滿足接口I的要求，就可以把類型T的對象用在需要接口I的地方，所謂類型T的公開方法完全滿足接口I的要求，也即是類型T實(shí)現(xiàn)了接口I所規(guī)定的一組成員。這種做法的學(xué)名叫做Structural Typing，有人也把它看作是一種靜態(tài)的Duck Typing。

要這個值實(shí)現(xiàn)了接口的方法。

type Reader interface {   Read(p []byte) (n int, err os.Error)  }    // Writer 是包裹了基礎(chǔ) Write 方法的接口。  type Writer interface {   Write(p []byte) (n int, err os.Error)  }    var r io.Reader  r = os.Stdin  r = bufio.NewReader(r)  r = new(bytes.Buffer)

有一個事情是一定要明確的，不論 r 保存了什么值，r 的類型總是 io.Reader ,Go 是靜態(tài)類型，而 r 的靜態(tài)類型是 io.Reader。接口類型的一個極端重要的例子是空接口interface{},它表示空的方法集合，由于任何值都有零個或者多個方法，所以任何值都可以滿足它。也有人說 Go 的接口是動態(tài)類型的，不過這是一種誤解。 它們是靜態(tài)類型的：接口類型的變量總是有著相同的靜態(tài)類型，這個值總是滿足空接口，只是存儲在接口變量中的值運(yùn)行時可能被改變。對于所有這些都必須嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶Υ驗(yàn)榉瓷浜徒涌诿芮邢嚓P(guān)。

二 接口類型內(nèi)存布局

在類型中有一個重要的類別就是接口類型，表達(dá)了固定的一個方法集合。一個接口變量可以存儲任意實(shí)際值（非接口），只要這個值實(shí)現(xiàn)了接口的方法。interface在內(nèi)存上實(shí)際由兩個成員組成，如下圖，tab指向虛表，data則指向?qū)嶋H引用的數(shù)據(jù)。虛表描繪了實(shí)際的類型信息及該接口所需要的方法集。

type Stringer interface {   String() string  }    type Binary uint64    func (i Binary) String() string {   return strconv.FormatUint(i.Get(), 2)  }    func (i Binary) Get() uint64 {   return uint64(i)  }    func main() {   var b Binary = 32   s := Stringer(b)   fmt.Print(s.String())  }

觀察itable的結(jié)構(gòu)，首先是描述type信息的一些元數(shù)據(jù)，然后是滿足Stringger接口的函數(shù)指針列表（注意，這里不是實(shí)際類型Binary的函數(shù)指針集哦）。因此我們?nèi)绻ㄟ^接口進(jìn)行函數(shù)調(diào)用，實(shí)際的操作其實(shí)就是s.tab->fun[0](s.data) 。是不是和C++的虛表很像？但是他們有本質(zhì)的區(qū)別。先看C++，它為每個類創(chuàng)建了一個方法集即虛表，當(dāng)子類重寫父類的虛函數(shù)時，就將表中的相應(yīng)函數(shù)指針改為子類自己實(shí)現(xiàn)的函數(shù)，如果沒有則指向父類的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)面臨多繼承時，C++對象結(jié)構(gòu)里就會存在多個虛表指針，每個虛表指針指向該方法集的不同部分。我們再來看golang的實(shí)現(xiàn)方式，同C++一樣，golang也為每種類型創(chuàng)建了一個方法集，不同的是接口的虛表是在運(yùn)行時專門生成的，而c++的虛表是在編譯時生成的（但是c++虛函數(shù)表表現(xiàn)出的多態(tài)是在運(yùn)行時決定的).例如，當(dāng)例子中當(dāng)首次遇見s := Stringer(b)這樣的語句時，golang會生成Stringer接口對應(yīng)于Binary類型的虛表，并將其緩存。那么為什么go不采用c++的方式來實(shí)現(xiàn)呢？這根c++和golang的對象內(nèi)存布局是有關(guān)系的。

首先c++的動態(tài)多態(tài)是以繼承為基礎(chǔ)的，在對象構(gòu)造初始化的時首先會初始化父類，其次是子類，也就是說一個對象的內(nèi)存布局是虛表，父類部分，子類部分（編譯器不同可能會有差異），當(dāng)一個父類指針指向子類時，會發(fā)生內(nèi)存的截斷，截斷子類部分(內(nèi)存地址偏移)，但是此時子類的虛表中的函數(shù)指針實(shí)際上還是指向了自己的實(shí)現(xiàn)，所以此時的指針才會調(diào)用到子類的虛函數(shù)，如果不是虛函數(shù)，因?yàn)閮?nèi)存已經(jīng)截斷沒有子類的非虛函數(shù)信息了，所以只能調(diào)用父類的了，這種繼承關(guān)系讓c++的虛表的初始化非常清晰，在一個對象初始化時先調(diào)用父類的構(gòu)造此時虛表跟父類是一樣的，接下來初始化子類，此時編譯器就會去識別子類有沒有覆蓋父類的虛函數(shù)，如果有則虛表中相應(yīng)的函數(shù)指針改成自己的虛函數(shù)實(shí)現(xiàn)指針。

那么go有什么不同呢，首先我們很清楚go是沒有嚴(yán)格意義上的繼承的，go的接口不存在繼承關(guān)系，只要實(shí)現(xiàn)了接口定義的方法都可以成為接口類型，這給go的虛表初始化帶來很大的麻煩，到底有多少類型實(shí)現(xiàn)了這個接口，一個類型到底實(shí)現(xiàn)了多少接口這讓編譯器很confused。舉個例子，某個類型有m個方法，某接口有n個方法，則很容易知道這種判定的時間復(fù)雜度為O(mXn)，不過可以使用預(yù)先排序的方式進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)際的時間復(fù)雜度為O(m+n)這樣看來其實(shí)還行那為什么要在運(yùn)行時生成虛表呢，這不是會拖慢程序的運(yùn)行速度嗎，注意我們這里是某個類型，某個接口，是1對1的關(guān)系，如果有n個類型，n個接口呢，編譯器難道要把之間所有的關(guān)系都理清嗎？退一步說就算編譯器任勞任怨把這事干了，可是你在寫過程中你本來就不想實(shí)現(xiàn)那個接口，而你無意中給這個類型實(shí)現(xiàn)的方法中包含了某些接口的方法，你根本不需要這個接口(況且go的接口機(jī)制會導(dǎo)致很多這種無意義的接口實(shí)現(xiàn))，你欺負(fù)編譯器就行了，這也太欺負(fù)人了吧。如果我們放到運(yùn)行時呢，我們只要在需要接口的去分析一下類型是否實(shí)現(xiàn)了接口的所有方法就行了很簡單的一件事。

三 空接口

接口類型的一個極端重要的例子是空接口：interface{} ,它表示空的方法集合，由于任何值都有零個或者多個方法，所以任何值都可以滿足它。 注意，[]T不能直接賦值給[]interface{}

//t := []int{1, 2, 3, 4} wrong  //var s []interface{} = t  t := []int{1, 2, 3, 4} //right  s := make([]interface{}, len(t))  for i, v := range t {   s[i] = v  }

str, ok := value.(string)  if ok {   fmt.Printf("string value is: %qn", str)  } else {   fmt.Printf("value is not a stringn")  }

在Go語言中，我們可以使用type switch語句查詢接口變量的真實(shí)數(shù)據(jù)類型，語法如下：

type Stringer interface {    String() string  }    var value interface{} // Value provided by caller.  switch str := value.(type) {  case string:    return str //type of str is string  case Stringer: //type of str is Stringer    return str.String()  }

也可以使用“comma, ok”的習(xí)慣用法來安全地測試值是否為一個字符串：

str, ok := value.(string)  if ok {    fmt.Printf("string value is: %qn", str)  } else {    fmt.Printf("value is not a stringn")  }

四 接口賦值

package main    import (  "fmt"  )    type LesssAdder interface {    Less(b Integer) bool    Add(b Integer)  }    type Integer int    func (a Integer) Less(b Integer) bool {    return a < b  }    func (a *Integer) Add(b Integer) {    *a += b  }    func main() {      var a Integer = 1    var b LesssAdder = &a    fmt.Println(b)      //var c LesssAdder = a    //Error:Integer does not implement LesssAdder     //(Add method has pointer receiver)  }

go語言可以根據(jù)下面的函數(shù):

func (a Integer) Less(b Integer) bool

自動生成一個新的Less()方法

func (a *Integer) Less(b Integer) bool

這樣，類型*Integer就既存在Less()方法，也存在Add()方法，滿足LessAdder接口。 而根據(jù)

func (a *Integer) Add(b Integer)

這個函數(shù)無法生成以下成員方法：

func(a Integer) Add(b Integer) {    （&a).Add(b)  }

因?yàn)?code>(&a).Add()改變的只是函數(shù)參數(shù)a,對外部實(shí)際要操作的對象并無影響(值傳遞)，這不符合用戶的預(yù)期。所以Go語言不會自動為其生成該函數(shù)。因此類型Integer只存在Less()方法，缺少Add()方法，不滿足LessAddr接口。（可以這樣去理解：指針類型的對象函數(shù)是可讀可寫的，非指針類型的對象函數(shù)是只讀的）將一個接口賦值給另外一個接口 在Go語言中，只要兩個接口擁有相同的方法列表(次序不同不要緊),那么它們就等同的，可以相互賦值。 如果A接口的方法列表時接口B的方法列表的子集，那么接口B可以賦值給接口A，但是反過來是不行的，無法通過編譯。

五 接口查詢

接口查詢是否成功，要在運(yùn)行期才能夠確定。他不像接口的賦值，編譯器只需要通過靜態(tài)類型檢查即可判斷賦值是否可行。

var file1 Writer = ... if file5,ok := file1.(two.IStream);ok { ... }

這個if語句檢查file1接口指向的對象實(shí)例是否實(shí)現(xiàn)了two.IStream接口，如果實(shí)現(xiàn)了，則執(zhí)行特定的代碼。

在Go語言中，你可以詢問它指向的對象是否是某個類型，比如，

var file1 Writer = ... if file6,ok := file1.(*File);ok { ... }

這個if語句判斷file1接口指向的對象實(shí)例是否是*File類型，如果是則執(zhí)行特定的代碼。

slice := make([]int, 0) slice = append(slice, 1, 2, 3)  var I interface{} = slice   if res, ok := I.([]int)；ok {   fmt.Println(res) //[1 2 3] }

這個if語句判斷接口I所指向的對象是否是[]int類型，如果是的話輸出切片中的元素。

func Sort(array interface{}, traveser Traveser) error {    if array == nil {     return errors.New("nil pointer")   }   var length int //數(shù)組的長度   switch array.(type) {   case []int:     length = len(array.([]int))   case []string:     length = len(array.([]string))   case []float32:     length = len(array.([]float32))    default:     return errors.New("error type")   }    if length == 0 {     return errors.New("len is zero.")   }    traveser(array)    return nil }

通過使用.(type)方法可以利用switch來判斷接口存儲的類型。

小結(jié): 查詢接口所指向的對象是否為某個類型的這種用法可以認(rèn)為是接口查詢的一個特例。接口是對一組類型的公共特性的抽象，所以查詢接口與查詢具體類型區(qū)別好比是下面這兩句問話的區(qū)別:

你是醫(yī)生么？

是。

你是莫莫莫

是

第一句問話查詢的是一個群體，是查詢接口；而第二個問句已經(jīng)到了具體的個體，是查詢具體類型。

除此之外利用反射也可以進(jìn)行類型查詢，會在反射中做詳細(xì)介紹。